1、前言 第 1 页 （共 31 页） 井架应变无线检测系统设计井架应变无线检测系统设计 1 1 前言前言 石油井架是油气田开发中的重要机械，对油田安全生产起着重要的作用.目前， 油田勘探开发钻井所使用的主力钻机大多已经使用了十年以上。由于长期整体拖运， 拆迁，造成井架部分杆件变形，整体变形，从而使井架的承载能力有所降低，严重影 响钻井全过程的安全.虽然对井架采取了部分改造和加固，但使用了十几年以后的井 架实际技术状况如何?承载能力是否具备正常生产和处理意外故障的能力？1 井架是一种复杂的结构，同批钻机井架的使用情况和损坏情况都不相同，某些杆 件或连接件的损伤对承载能力的影响也很难确定.因此，通过
2、测试并架的整体结构性 能， 兼顾局部来宏观评价井架的承载能， 从而确定其适用载荷与安全性是十分必要的， 势在必行。而现在使用的都是有线测量，安装复杂，耗大量人力，物力，因此研究无 线应变测量系统是很必要的。 2 2 选题背景选题背景 2.12.1 题目类型、来源题目类型、来源 题目类型：毕业设计 题目来源：教师的科研项目 2.22.2 目的目的 钻井井架是起升设备重要组成部分之一。 井架的组成主要有： 井架主体、 天车台、 天车架、二层台、立管平台、工作梯。井架的功用为安放天车，悬挂游车、大钩及专 用工具(如吊钳等) ，其直接影响到整套钻机系统的正常运行，对油田安全生产起着 重要的作用。它要承
3、受各个方向的载荷，尤其是要承受可高达 1000tf的大垂直载荷。 因此，钻井井架必须具有足够的强度、刚度和整体稳定性。然而由于井架都是在野外 比较恶劣的环境下工作且频繁的整拖或拆迁，超期服役等，井架的整体性能，承载能 力下降，在井架承受一定载荷时，井架的弯矩和变形便逐渐增大，一旦超过结构的承 井架应变无线检测系统设计 第 2 页 （共 31 页） 载能力就会发生破坏性事故。所以通过测量井架的应变确定其承载能力，从而评估井 架的性能，是很有必要的。1-3 2.32.3 意义意义 测量井架的应变是必要的然而现有的测试系统是采用导线的有线测试系统， 对于 环境比较差的井架现场，不仅需要耗费大量的人力
4、、物力和时间来完成测量导线的运 输、布置和连接工作，而且也可能影响井场的正常工作。 有线测试系统安装繁琐、工作量大、测量精度受导线长度和布线影响大、测试周 期长、不能实现钻进与测试同步作业等。由于这许多不利缺点，无线测量被提出，然 而现有的无线测量系统都不能满足井架应变测量的需要， 这些都是短距离的视距范围 才可以通信，不利于测量通信。 所以要设计一种基于无线网络的石油井架应变测试系统。 这种无线测试系统不需 要测量导线，免除了繁重的电缆运输与连接下作，不仅要缩短测试周期，降低开发成 木，省大量的人力物力还要提高系统的测试精度和可靠性，增强系统的适应性和灵活 性使系统的安装、使用更加方便快捷，更主要的是信号的传输要符合井场状况。 2.42.4 应解决的主要问题应解决的主要问题： 2.4.1 2.4.1 传播方式及匹配方案选择问题传播方式及匹配方案选择问题 井场无线传感器网络的物理层协议涉及采用的传输媒体、频段选择及调制方式。 其中选择合适的通信技术是关键，虽然目前无线通信技术有许多种，但是只有根据现 场特点才能选择出满足要求的技术。 取代井场上电缆最直接
